Устройство для передачи и приема основного и дополнительного сигналов

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕ 11 АОСНОВНОГО И ДОПОЛНИТЕ 11 ЬНОГО СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к техникеоптич. связи. Цель изобретения - повышение достоверности передачи дополнительного сигнала (ДС). На передаюцей стороне введены блок 4 кодирования ДС, двоичный счетчик 5, триггер (Т) 6, эл-т НЕ 10, на приемной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ленинградский электротехническийинститут связи им. про 3, М.А.БончБруевича1390809 стороне - блок 12 кодирования /1 С, блок 13 выделения ошибок кодирования, .блок 14 накопления ошибок кодирования, блок 16 деления частоты, счетные Т 19 и 20, эл-т 22 сравнения, Формирователи 1 и 2 основного и ДС Формируют двоичные инФормац. сигналы совместимые по логич.уровням с остальными устр-ми передающей части, работа к-Рой синхронизируется сигналами с блока 3 синхронизации, Передающей частью Формируется линейный сигнал и виде последовательности двухбитных кодовых блоков, в к-ром посылки основного сигнала передаются запретом переходов логич. уровней между битаИзобретение относится к технике оптической связи и может быть использовано в циФровых волоконно-оптических системах передачи, в которых наряду с основным циФровым инФормационным сигналом по линии связи необходимо одновременно передавать дополнительный двоичный сигнал, сяорость передачи которого меньше чем у основного сигнала.Целью изобретения является повышение достоверности перецачи дополнительного сигнала,На фиг. 1 представлена структур ная схема устройства; на Фиг, 2временные диаграммы работы устройства; на фиг, 3 - схема блока кодирования дополнительного сигнала; наФиг. 4 - схема блока декодирования 20 дополнительного сигнала; на Фиг, 5 схема блока выделения ошибок кодирования.Устройство содержит Формировательосновного сигнала, Формирователь 2 25 дополнительного сигнала, блок 3 синхронизации, блок 4 кодирования дополнительного сигнала, двоичный счетчик 5, первый триггер 6 типа УКС, первыйи второй 8 элементы И, элемент ИЛИ 30 9, элемент НЕ 10, выделитель 11 так"овой частоты, блок 12 декодирования дополнительного сигнала, блок 13 выделения ошибок кодирования, блок 14 ми каждого блока, а посылкиДС - запретом переходов на границахпосле каждого второго кодового блока.ДС кодируется в блоке 4 кодом типа1 Б 2 Б, Это позволяет на приеме уменьшить время вхождения в синхронизмпри разделении основного и ДС. Восстановление основного и ДС в приемнойчасти достигается при условии правильной Фазировки синхросигналов, действующих на тактовых входах Т 21 и регистра 18, относительно двухбитныхкодовых блоков принятого сигнала, Длявыбора Фазы этих синхросигналов служит схема, включающая блок 13, 14,Т 19 и коммутатор 24, 5 ил,накопления ошибок кодирования, восстановитель 15 основного сигнала,блок 16 деления частоты, первый 17 ивторой 18 регистры сдвига, первый 19и второй 20 счетные триггеры, первыйБ-триггер 21, элемент 22 сравнения,второй элемент И 1 И 23, коммутатор 24,второй двоичный счетчик 25, третийэлемент И 26, второй триггер 27 типаУКС, первый элемент И-НЕ 28, элемент29 задержки, трехразрядный регистр 30сдвига, четвертый 3 1, пятый 32, шестой 33 и седьмой 34 элементы И, третий элемент ИЛИ 35, второй Э-триггер 36, третий триггер 37 типа УКС,восьмой 38, девятый 39 и десятый 40элементы И и элемент ИЛИ 41. На временных диаграммах показаны сигналы: а - на выходе Формирователя основного сигнала; б - на прямом выходе блока синхронизации; в - на выходе блока синхронизации; г - навыходе первого элемента И; д, е - на выходе первого и второго разрядов двоичного счетчика; ж - на выходе Форми рователя дополнительного сигнала; з на выходе блока кодирования дополнительного сигнала; и - на выходе вто" рого элемента И; к - на выходе элемента НЕ; л - на выходе УКС в триггера; м - на выходе выделителя тактовой частоты.35 Устройство работает следующим образом.Основной и дополнительный цифровыесигналы по соответствующим входнымлиниям поступают в передающую частьустройства, на выходе которой формируется двоичный линейный сигнал,несущий инАормацию как об основном,так и о дополнительном сигналах. Этот 10линейный сигнал поступает в волоконно-оптическую линию передачи, включающую передающий оптический модуль(ПОМ), волоконно-оптический тракти приемный оптический модуль (ПРОМ) .С выхода ПРОМ линейный сигнал поступает в приемную часть устройства.Здесь происходит разделение и восстановление переданных основного идополнительного сигналов, 20Передаваемый дополнительныи сигнал может быть синхронным или асинхронным по отношению к передаваемомуосновному сигналу. В первом случаев предлагаемом устройстве тактовая 25частота дополнительного сигнала может составлять Гт/4 И, где Г. - тактовая частота основного сигнала, И -любое целое )О. Скорость передачиасинхронного дополнительного сигналаограничена допустимой величиной погрешности временного положения Аронтов переданных посылок этого сигнала,В данном устройстве смещение фронтовпосылок относительно их исходногоположения не превышает + 2/йФормирователи 1 и 2 основногои дополнительного сигнала формируютна своих выходах двоичные информационные сигналы, совместимые по логическим уровням с остальными устройствами передающей части.Работа передающей части синхронизируется сигналами с выходом блока 3синхронизации, На первом и второмвыходах этого блока формируются противоАазные сигналы тактовой частотыГ, а на третьем выходе - синхросигнал частоты 2 Г .,Синхросигнал частоты 2 Г с блока 3синхронизации поступает на тактовыйС-вход триггера 6, у которого входыУ и К объединены. На выходе этоготриггера формируется цифровой сигналс максимальной частотой переключения2 Е , 11 ереключения триггера 6 не протисходит, если во время действия импульса на его тактовом входе на одномиз двух входов элемента ИЛИ 9 присутствует единичный сигнал. На первый вход этого элемента поступает основной сигнал, простробированный в элементе 7 синхросигналом частоты Г , а на второй вход - дополнительный сигнал, закодированный в блоке 4 и простробированный в элементе 8 инвертированным синхросигналом частоты Г и сигналом частоты Г /2.Последний получен делением частоты синхросигнала двоичным счетчиком 5. Появление единичной посылки основного сигнала запрещает переход в выходном сигнале триггера 6 во время положительного полутакта, а единичной посылки закодированного дополнительного сигнала во время каждого второго отрицательного полутакта синхросигнала, действующего на прямом выходе блока синхронизации.Таким образом, передающей, частью устройства формируется линейный сигнал в виде последовательности двух- битных кодовых блоков, в котором посылки основного сигнала передаются запретом переходов логических уровней между битами каждого блока, а посылки дополнительного - запретом, переходов на границах после каждого второго кодового блока. Сформированный сигнал удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к линейным сигналам циАровых систем передачи, Так, длительность серий единичных либо нулевых посылок в нем ограничена и не превышает четырех одинаковых посылок подряд; Это позволяет на прием.ной стороне вьщелять тактовый синхросигнал и контролировать частоту ошибок приема.В передающей части устройства дополнительный сигнал кодируется в блоке 4 кодом типа 1 Б 2 Б (один быт кодируется двумя битами). Подобное предварительное кодирование дополнительного сигнала вносит в него избыточные признаки, использование которых на приеме позволяет уменьшить время вхождения в синхронизм при разделении основного и дополнительного сигналов.В приемную часть устройства по линии принятого сигнала поступает сигнал с выхода ПРОМ, В вьщелителе 11 тактовой частоты из него формируется синхросигнал частоты 2 Г , из которого счетным триггером 20 в свою очередь Аормируются два противоАазньгх синхросигнала частот Г . Принятый сигналтакже поступает на вход двухразрядного регистра 17 сдвига, который всоединении с элементом 22 эквивалентности составляет схему регистрации5сдвоенных единичных или сдвоенных нулевых посылок в принятом сигнале,Сдвоенная посылка линейного сигнала,сформированного передающей частью, в,зависимости от ее положения относительно двухбитных кодовых блоков со"ответствует единичной посылке основного либо закодированного дополнительного сигналов. Запись сигнала с выхода элемента 22 в 1-триггер 2 1 по од 15ному из Фронтов синхросигнала частоты Епозволяет выделить переданныйосновной сигнал, а запись того же сигнала в регистр 18 сдвига по другомуфронту этого синхросигнала - дополни- Отельный сигнал, фазы синхросигналов,действующих на тактовых входах1)-триггера 21 и регистра 18, выбираются коммутатором 24,Основной сигнал с выхода 11-триггера 21 поступает в выходной формирователь основного сигнала, которыйв случае необходимости восстанавливает сигнал стыкового кода для передачи в оконечную аппаратуру. ЗОДвухразрядный регистр 18 сдвигаи элемент ИЛИ 23 составляют схемубуферирования и расширения импульсовна два такта. С выхода этой схемыснимается сигнал, который при правильной Фазе тактового сигнала регистра 18 повторяет по Форме сигнал,полученный на выходе блока кодирования дополнительного сигнала передающей части устройства. Этот сигнал по 0ступает на сигнальный вход блока 12декодирования дополнительного сигна"ла, в котбром происходит преобразование сигнала, обратное кодопреобразо"ванию, выполненному в блоке 4.Блок декодирования дополнительного45Усигнала работает следующим образом,Декодируемый сигнал записываетсяв регистр 30 сдвига, Появление в этомсигнале сдвоенных единичных либосдвоенных нулевых посылок вызываетФормирование импульса на выходе элемента 31 либо 32 соответственно, азатем, с задержкой на такт частотыЕ/2, - на выходе элемента 33 либо 34,Лсгическое объединение сигналов с выходом элементов 1 31-34 в элементе 35дает декодированный сигнал с тактовойчастотой Г /4 в Форме "без возврата к нулю" Буферирование этого сигнала в триггере Зб окончательно восстанавливает исходный дополнительный сигнал, Кроме этого, для контроля правильности разделения основного и дополнительного сигналов путем оценки частости ошибок декодируемого сигнала выходы элементов 31 и 32 выведенына выходы сигналов сдвоенных единици сдвоенных нулей блока,Восстановление переданных основного и дополнительного сигналов в приемной части предлагаемого устройствадостигается при условии правильнойФазировки синхросигналов, действующихна тактовых входах триггера 21 и регистра 18, относительно двухбитныхкодовых блоков принятого сигнала, Длявыбора фазы этих синкросигналов служит схема, включающая блок 13 выделения ошибок кодирования, блок 14 накопления ошибок кодирования, счетныйтриггер 19 и коммутатор 24, Рассмотрим работу этой схемы,В начальный момент после появлениясигнала на выходе ПР 011 и установ.пениясинхросигнала. частоты 2 Е- на выходе выделителя 11 тактовой частотыфазы синхросигналов, полученных с выходов триггера 20, равновероятно могут иметь правильное положение относительно кодовых блоков принятогосигнала либо противофазное правильному. Признаком правильно выбраннойфазы является соответствие структуры сигнала на информационном вхоцеблока 12 правилам кодирования дополнительного сигнала в блоке 4, Нарушения этой структуры обнаруживаютсяблоком 13 выделения ошибок кодирования и накапливаются в блоке 14, Есличисло импульсов ошибок, поступившихна счетный вход блока 14 за времяанализа, превышает выбранное пороговое значение, на выходе этого блокаФормируется импульс. Данный импульсвызывает смену состояния триггера 18и, как следствие, смену Фазы синхроимпульсов на выходах коммутатора 24, Время анализа задается интервалом между двумя последовательнымиимпульсами начальной установки, которые Формируются на выходе блока 16целения частоты,Блок выделения ошибок кодированиявыявляет нарушения чередования импульсов сигнала сдвоенных единиц исигнала сдвоенных нулей, поступающих13%НОна информационные входы блока 13 с соответствующих выходов блока 12 декодирования. Нарушения в структуре кодированного сигнала, действующего5 на информационном входе блока 12, вызывают нарушения чередования этих импульсов, которое в блоке 13 вызывает появление единичного уровня сигнала на выходе элемента 41. Сигнал с выхо О да элемента 41 после стробирования в элементе 40 импульсами синхросигнала частоты Г /2 поступает на выход блока.15 Формула изобретенияУстройство для передачи и приема основного и дополнительного сигналов по цифровой волоконно-оптической линии связи, содержащее на пеРедающей стороне последовательно соединенные формирователь основного сигнала, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, формирователь дополнительного сигнала, блок синхронизации и второй элемент И, причем вход формирователя основного сигнала является входом основного сигнала устройства, вход фор- мирователя дополнительного сигнала является входом дополнительного сигнала устройства, вход блока синхронизации является входом синхронизации устройства, прямой выход блока синхронизации соединен с вторым входом первого элемента И, инверсный выход блока синхронизации соединен с первым З 5 входом второго элемента И, а на приемной стороне - второй элемент ИЛИ, восстановитель основного сигнала ипоследовательно соединенные выдели- тель тактовой частоты и первый регистр сдвига, причем выход восстановителя основного сигнала является выходом основного сигнала устройства, а вход выделителя тактовой частоты соединен с информационным входом регистра и является входом приемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности передачи дополнительного сигнала, в него введены на передающей стороне блок 50 кодирования дополнительного сигнала, двоичный счетчик, первый триггер и элемент НЕ, причем инверсный выход блока синхронизации соединен с входом двоичного счетчика, выход первого 55 разряда которого соединен с первым входом тактирования блока кодирования дополнительного сигнала и с вторым 9 (3входом второго элемента И, выход второго разряда двоичного счетчика соединен с вторым входом тактирования блока кодирования дополнительного сигнала, выход формирователя дополнительного сигнала соединен с информационным входом блока кодирования дополнительного сигнала, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента ИЕ, выход которого соединен с входами У и 1( первого триггера, выход которого является выходом пере-. датчика, выход удвоенной тактовой частоты блока синхронизации соединен с входом синхронизации первого триггера, а на приемной стороне пос 1 тедовательно соединенные блок декодирова" ния дополнительного сигнала, блок вы-деления ошибок кодирования, блок накопления ошибок кодирования и первый счетный триггер, выход которого соединен с управляющим входом коммутато ра, блок деления .частоты, второй счетный триггер и элемент сравнения, выход которого соединен с информационными входами й-триггера и второго регистра сдвига, причем выходы первого и второго разряда первого реги" стра сдвига соединены соответственно с первым и вторым входами элемента сравнения, выходы первого и второго разряда второго регистра сдвига соединены соответственно с первым и втоРым входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом блока декодирования дополнительного сигнала, выход выделителя тактовой частоты соединен с входом второго счетного триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами коммутатора, прямой выход которого соединен с входом синхронизации В-триггера, выход которого соединен с входом выходного формирователя основного сигнала, инверсный выход коммутатора соединен с входом синхронизации второго регистра сдвига и с входом блока деления частоты, выход которого соединен с входом синхронизации блока накопления ошибок кодирования, выход первого разряда блока деления частоты соединен с первым тактирующим входом блока декодирования дополнительного сиг 1390809 1 Онала и тактируюцим входом блока выделения ошибок кодирования, выход второго разряда блока деления частотысоединен с вторым тактирующим входомблока декодирования дополнительногосигнала, второй выход которого соединен с вторым информационным входомблока выделения ошибок кодирования,а третий выход блока декодированиядополнительного сигнала является выходом дополнительного сигнала. устройства,1390809 иг Составитель А,Александроведактор А,Шандор Техред М.Дидык Корре В, Гирняк Заказ 1785 56 ул. Проектная, 4 зводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужг Тираж 660 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д, 4/